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DCS系統(tǒng)在空分壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2014-04-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
前言

西林鋼鐵公司6000m3/h空分設(shè)備由杭州制氧機(jī)集團(tuán)公司2001年5月成套,工廠設(shè)計(jì)由北京鋼鐵設(shè)計(jì)總院設(shè)計(jì),于2001年9月2日順利投產(chǎn)出氧,歷時(shí)半年多的時(shí)間運(yùn)行表明,該機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值或超過設(shè)計(jì)值。整個控制系統(tǒng)采用美國霍尼韋爾的TDC3000和兩臺GUS站構(gòu)成。

一. 控制系統(tǒng)的組成

1.自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成。

自動控制系統(tǒng)由被控對象、檢測元件、控制器和調(diào)節(jié)閥等部分組成。如圖一所示。



圖一 自動控制系統(tǒng)方框圖

a. 被控對象:需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備,機(jī)器或生產(chǎn)過程。

b. 被控變量:對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的物理量。

c. 操縱變量:受控制器操縱,要以使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。

d. 干擾(擾動),除操縱變量以外,作用于對象并能引起被控變量變化的因素,如負(fù)荷變化就是一種典型的擾動。

e. 設(shè)定值:被控變量的目標(biāo)值。

f. 偏差:偏差理論上應(yīng)該是被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差。

2.串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)

串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)是最早、效果最好、使用最廣泛的一種復(fù)雜控制系統(tǒng),它的特點(diǎn)是兩個控制器相串接,主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定,適用于時(shí)間常數(shù)及純滯后較大的被控制對象。

二.邏輯點(diǎn)功能

邏輯點(diǎn)提供了邏輯能力,它與數(shù)字組合點(diǎn)配合,提供了組合邏輯功能。邏輯點(diǎn)由邏輯塊、FLAG、數(shù)字、輸入連接和輸出連接等組成。邏輯點(diǎn)最多有12個輸入,16個邏輯塊,12個輸出連接。

三、空分離心式壓縮機(jī)的防喘振控制

空分選用的是離心式壓縮機(jī),離心壓縮機(jī)工作效率高,在正常工況條件下運(yùn)行平穩(wěn),壓縮氣流無脈動,對其所輸送介質(zhì)的壓力、流量、溫度變化的敏感性相對較大,容易發(fā)生喘振。發(fā)生喘振時(shí)流量大幅波動,機(jī)組劇烈振動,如不及時(shí)采取措施加以控制,會使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子經(jīng)受交變應(yīng)力作用而斷裂;使極間壓力失常而引起強(qiáng)烈振動,導(dǎo)致密封及推力軸承損壞;使運(yùn)動元件和靜止元件相碰,造成嚴(yán)重事故。所以應(yīng)盡力防止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況。喘振現(xiàn)象是完全可以得到有效控制的,如圖二所示,根據(jù)離心壓縮機(jī)在不同工況條件下的性能曲線,只要我們把壓縮機(jī)的最小流量控制在工作區(qū)(控制線內(nèi)),壓縮機(jī)即可正常工作。喘振的標(biāo)志是一最小流量點(diǎn),低于這個流量即出現(xiàn)喘振。因此需要有一個防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振的控制系統(tǒng),限制壓縮機(jī)的流量不會降低到這種工況下的最低允許值。即不會使壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況區(qū)域內(nèi)。



圖二 離心壓縮機(jī)性能曲線與防喘振控制原理圖

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